マルチヘッド計量機の基本原理と一般的な問題点

著者：Smartweigh–マルチヘッド計量器

マルチヘッド計量器というと、多くの人は単に物体の正味重量を正確に測定するセンサーだと考えています。しかし、これは必ずしも正しくなく、多くの産業で今もなお使用されています。マルチヘッド計量器は、先に詳しく説明したレベルセンサーと基本的な原理を共有していますが、見た目は異なります。現代の技術進歩の産業生産や応用において、マルチヘッド計量器は至る所で使用されています。以下では、私の国のピックアップトラックを例に、マルチヘッド計量器の原理と応用について詳しく紹介します。

マルチヘッド計量器の定義 マルチヘッド計量器は、品質データ信号を、正確に測定可能な電子信号出力に変換する装置です。マルチヘッド計量器の主要性能指標の基本要素と評価方法には、旧国家規格と新国家規格で質的な違いがあります。主なタイプとしては、S型、カンチレバー型、スポーク型、プレートリング型、ベローズ型、ブリッジ型、円筒ディスク型などがあります。

マルチヘッド計量器の原理には、直線型とターンテーブル型（ディスク型）の2つの基本構造があります。マルチヘッド計量器は、相対的に移動可能なスライド定規と固定定規（直線型）、またはモーターローターとモーターステーター（ターンテーブル型）で構成されています。これら2種類の計量センサ同期装置は、同じ加工技術を使用して製造されます。マルチヘッド計量器は、まず絶縁層コーキング剤を使用して、高炭素鋼や合わせガラスなどの非磁性​​導電性材料のベース鋼板に導電性銅（厚さ0.04～0.05mm）を接着し、次に設計図に従ってフォトリソグラフィーを使用します。技術的または化学的エッチングプロセスにより、銅はさまざまな粗い外観の平面巻線にエッチングされ、一般にプリント回路基板巻線と呼ばれます。

固定長スケールとスライドスケールでは、モータ回転子とモータ固定子の巻線は異なります。固定長スケールと回転子の巻線は連続巻線ですが、スライドスケールとモータ固定子の巻線は分割巻線です。巻線は分割ごとに2つのグループに分けられ、室内空間で7rの左位相角で分離して配置されます。マルチヘッド計量機の原理は、正弦波と余弦波の巻線とも呼ばれます。

誘導同期装置の連続巻線と分割巻線は、変圧器の一次巻線と二次巻線に相当し、交流磁場と相互インダクタンスの基本原理を使用して動作します。マルチヘッド計量器は、変換規則に従って 8 つのカテゴリに分類できます。1. 抵抗ひずみ力タイプ 抵抗ひずみ力タイプは、抵抗ひずみゲージの抵抗が基本原理の変化に伴って変化するという基本原理を使用する、広く使用されているマルチヘッド計量器です。キーは、弾性要素、抵抗ひずみゲージ、正確な測定電源回路、および伝送ケーブルで構成されています。

2. 油圧センサーは構造がシンプルで頑丈であり、検出範囲は広いが、精度は一般的に1/100以下である。 3. 容量センサーは、電力コンデンサの共振回路の発振周波数fとポールピース間隔dの正の比率の関係を利用して動作する。容量センサーは消費電力が少なく、エンジニアリングコストが低く、精度は1/200から1/500である。

4. デジタル表示データマルチヘッド計量器は、印加された力を電気信号に変換できる力-電気変換装置です。新しいセンサーが一体化しています。データマルチヘッド計量器とデータ測定検証計器盤の技術開発動向は、計量技術分野で徐々に新しい人気を集めています。調整が簡単で、効率が高く、現場での作業能力が高いという利点から、業界で際立っています。 5. プレートリング型マルチヘッド計量器の構造は、確立された地盤応力流線分布、高出力感度、ポリウレタンエラストマー一体型、シンプルな構造、安定した耐荷重、製造と加工の容易さという利点があります。

現段階では、センサー製造において依然として大きな割合を占めており、このタイプの構造センサーの設計式の計算は現段階ではあまり確実ではありません。 6. 振動する弾性要素が力を受けた後、その元の振動周波数は相互作用力の平方根と正の相関関係にあります。共振周波数のシフトを測定することにより、測定対象物が弾性要素に及ぼす力を計算することができ、それによってその品質を計算できます。

振動センサーには、振動線と音叉の2種類があります。 7. 携帯電話ジャイロ式典 携帯電話ジャイロ式典センサーは、応答速度が速く（5秒）、逆戻り条件がなく、温度特性が良好（3ppm）、振動による危険が少なく、周波数測定が正確で高精度であるため、高解像度の画面と高い測定精度を実現できます。 8. 光学式には、グレーティング定規タイプとコードディスクタイプがあります。

光センサーは主に電気機械工学の融合スケールで使用されてきました。マルチヘッド計量器は完全には適切ではなく、避けられない欠点があります。1. 周波数特性 離散システム 容量センサーマルチヘッド計量器の周波数特性は離散システムです。差動信号タイプを使用して改善されていますが、完全に排除することは難しいです。

他のタイプの容量センサは、静電界のフリンジ効果を無視した場合にのみ線形周波数特性を持ちます。そうでない場合、フリンジ効果によって生じる余分な容量がすぐにインダクタの電力コンデンサに加算され、システムの周波数特性が離散的になります。 2. 寄生容量は、大容量センサのマルチヘッド計量器の本来の容量を損ないます。センサと電子回路を接続するワイヤコンデンサ、電子回路の浮遊コンデンサ、センサの内部プレートと周囲の電気導体で構成されるコンデンサは寄生です。コンデンサの大幅な不足は、インダクタの感度を低下させるだけでなく、コンデンサがしばしば任意に変更されるため、動作中に機器や装置が非常に不安定になり、測定精度が危険にさらされます。

3. 出力インピーダンスが高く、負荷容量が低い。容量式センサを用いたマルチヘッド計量器の容積は、電気ステージの幾何学的仕様によって制限されるため、非常に大きくすることは容易ではない。したがって、容量式センサを用いたマルチヘッド計量器の出力インピーダンスが高く、負荷容量が低く、外部からの影響を受けやすく不安定な状態になりやすく、場合によっては動作しないこともある。マルチヘッド計量器で作られた計量装置は、原材料の迅速かつ正確な計量を完了するためにさまざまな分野で広く使用されています。特に、マイクロプロセッサの出現と工業生産の全プロセスにおける自動化技術レベルの継続的な向上により、マルチヘッド計量器はプロセス管理に不可欠な装置となっています。以前は計量できなかった大型および中型のタンクやサイロの重量測定、クレーンスケール、カースケールなどの測定作業から、さまざまな原材料の複数の自動バッチングシステムの混合と出荷、生産プロセスでの自動識別、粉体供給量の制御まで、すべてマルチヘッド計量器が使用されています。この段階で、マルチヘッド計量器は基本的にすべての計量産業に適用されています。

1. 特性のずれの原因は、DCドリフト値、傾斜の誤差、傾斜の非線形性など、機械自体に起因するものです。最終的には、機械の理想的な移動特性と実際の特性との間に差異が生じます。 2. マルチヘッド計量機のずれの原因は、プローブの配置ミス、プローブと精密測定位置間の絶縁層の誤り、ガスまたはその他のガスの清浄度、不適切なプロセス、スマートトランスミッターの配置ミスなど、実際の操作に起因するずれの原因です。実際の操作ミスによってずれが生じる理由は様々です。

3. 動的性能のずれの原因 静的データ基準を適用するセンサーは振動減衰が強いため、主要パラメータの変化に対する応答が比較的遅く、温度のステップ変化に対しても数秒かかることがあります。遅延時間機能を備えた一部の計量機は、急激な変化に対応する際に動的性能のずれを引き起こします。応答速度、振幅のドロップアウト、位相差のドロップアウトはすべて、動的性能のずれの原因となります。

4. 挿入時の偏差の原因は、センサーがシステムソフトウェアに挿入されると、正確な測定の主要パラメータが変化し、偏差が発生することです。システムに過度に大きなスマートトランスミッターを適用すると、システムソフトウェアの動的特性が遅すぎたり、システムソフトウェアの自己発熱によってエネルギー負荷が大きすぎたりするなど、すべてが挿入時の偏差を引き起こします。 5. 自然環境における偏差の原因 マルチヘッド計量器のアプリケーションは、温度、揺れ、振動、高度、化合物の蒸発などの環境ハザードにも影響されます。これらの要因は、自然環境において偏差を引き起こしやすいです。

抵抗歪み力マルチヘッド計量器は、最も広く使用されているマルチヘッド計量器の 1 つです。その耐久性、信頼性、精度は疑いの余地がありません。いくつかの不便さを考慮して、マルチヘッド計量器を使用する際に注意すべき点は何ですか? 1. 自然環境における高温、煙、湿度、低温、腐食性の高い環境、磁場のある自然環境の使用には注意してください。これらはマルチヘッド計量器に深刻な損傷を与える可能性があります。したがって、自然環境でマルチヘッド計量器を使用する際には注意するか、クリーンな環境で関連するマルチヘッド計量器を選択する必要があります。 2. マルチヘッド計量器に一定の負荷容量があっても、過重量によるマルチヘッド計量器の損傷を防ぐことは非常に重要です。

3. 電源回路は表示情報電源回路に接続するか、電源回路から引き出された電力伝送線はシールド付きツイストペアケーブルを使用する必要があります。センサー出力データ信号読み取り電源回路は、高カロリー食品に影響を与える可能性のある一部の機器と接続できません。 4. センサーの汚れの混入を避けてください。センサーの汚れの混入は、センサーの動きと精度を損なう可能性があります。マルチヘッド計量器の周囲に「セパレーター」を設置するか、センサーを薄い金属板で覆うことができます。

5. 電気機器バイパスの適用 アーク溶接電流や落雷による損傷をより良く防ぐために、インダクタはヒンジ付き銅芯線（断面積約50mm2）を使用して電気機器バイパスを生成し、明らかな熱伝達を防ぐ必要があります。 6. レベルゲージの設置 計量器の精度をより良く確保するために、レベルゲージでレベルを調整して、単一センサー設置ベースの設置計画を解決します。各センサーにかかる負荷を基本的に同じにするために、複数のセンサーの設置ベースの設置面をできるだけ水平な面に調整することができます。

7. マルチヘッド計量器は慎重に取り扱い、衝撃や落下などを避け、慎重に取り扱ってください。また、センサーを取り付けるベースは水平で清潔であり、十分な圧縮強度と剛性があり、油膜や粘着テープなどが付着していないことを確認してください。 8. 横方向の力による影響を避けるため、センサーには、ボール転がり軸受、ジョイント軸受、精密位置決め締め付け装置など、自動精密位置決めまたは校正機能を備えた構造部品を選択できます。

9. 電源プラグと制御線は、50 rpm/m のレベルで一緒に撚り合わせる必要があります。センサーの電源コードを延長する必要がある場合は、専用の密閉型ケーブル端子を使用する必要があります。通信ケーブルが長い場合は、電源回路を補償するために、無線リピーターアンプを含むケーブルを選択することを検討する必要があります。10. 保護接地センサーの通信ケーブルは、弱電流電源プラグまたは制御線と並列に配置しないでください。

要約：ここでは、マルチヘッド計量機について詳しくご紹介します。技術の発展に伴い、マルチヘッド計量機はその特性と利点を活かし、多くの産業分野で活用されるようになり、人々の日常生活に利便性をもたらすと確信しています。

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